região da Mata Atlântica: proposta de estudo Viviane Regina Algarve Maresias Proposta de Estudo para Doutorado

Transcrição

1 Mudanças as climáticas na região da Mata Atlântica: proposta de estudo Viviane Regina Algarve Proposta de Estudo para Doutorado III Workshop Serra do Mar julho de 2008 Maresias

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3 Sumário da apresentação 1 - Introdução, justificativa e objetivos específicos 2 - Dados e Metodologia 3 - Resultados Esperados

4 1 - Introdução

5 IPCC 2007 : influências homem no equilíbrio natural do planeta são visíveis e preocupantes; os países em desenvolvimento tem maior vulnerabilidade aos impactos devido aos diferentes estágios de desenvolvimento social e econômico, inclui mudanças no uso da terra, desigualdade na distribuição de renda...; Setores mais vulneráveis os ecossistemas naturais, os agro-ecossistemas e os sistemas sócio-econômicos Desastres ou catástrofes aumentaram significativamente devido à interação de fatores antrópicos com extremos hidrometeorológicos e climáticos. EMDAT 2007 crescimento populacional, aumento de favelas e bolsões de pobreza, a ocupação das zonas costeiras, registros e disseminação de informações e as mudanças climáticas. INTRODUÇÃO

6 Não é difícil entender o porque do Brasil estar na lista dos países com alto grau de vulnerabilidade (variabilidade natural do clima) como as secas e estiagens, as cheias e inundações e os deslizamentos em encostas. Desastres naturais mais frequentes que afetam, sobretudo populações de baixa renda, em áreas rurais e periurbanas (Castro 2003) são inundações, desabamentos, incêndios florestais, secas, estiagens... Marengo (2006) o Brasil é grande, e realizar estudos regionais e setoriais de vulnerabilidade e riscos à mudanças climáticas são importantes. OBJETIVO PRINCIPAL Estudar quais as mudanças de padrões atmosféricos na região da Mata Atlântica, associado as mudanças climáticas e o aquecimento Global. INTRODUÇÃO

7 Justificativas para o Estudo: o conhecimento sobre vulnerabilidade e adaptação às mudanças climáticas no Brasil ainda é restrito; há poucos estudos nas áreas de recursos hídricos, energia, zonas costeiras, impactos e vulnerabilidade em varias regiões do pais; são necessários estudos regionalizados, pois os cenários regionais de mudanças climáticas contribuem para melhorar as escalas de análises de vulnerabilidade; INTRODUÇÃO

8 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Estudar e avaliar os impactos de cenários climáticos, no regime de chuva na região Sudeste do Brasil, em especifico na Serra do Mar (Mata Atlântica); Entender os padroes especificos com relacao aos extremos de chuva, temperatura, circulação local e outros parâmetros, na região da Serra do Mar, área onde fica a maior parte dos remanescentes da Mata Atlântica; Verificar aumento na freqüência de chuvas na região de interesse, no período entre 2010 e 2100, usando simulações com ETA e cenários futuros; Avaliar a variabilidade dos parâmetros meteorológicos decorrentes de alterações da vegetação da região e do aumento da concentração de CO2 da atmosfera durante o século XXI ; Investigar os impactos na simulação do clima sazonal devido à introdução de diferentes representações de cobertura vegetal e usos da terra considerando regionalização com Eta/CPTEC, acoplado com o esquema de superfície NOAH, considerando downscaling dinâmico para a região de interesse; Compreender o papel do ecossistema Mata Atlântica nos processos de transferência radiativa na atmosfera, balanço de energia e precipitação, fatores esses essênciais para o conhecimento do clima da região da Serra do Mar; INTRODUÇÃO

9 Mata Atlantica: o bioma Mata Atlântica encontrava-se originalmente em uma faixa continental compreendida entre as latitude de 3ºS a 30ºS e em altitudes variando de 0 a 2700 metros, totalizando uma área de km2, equivalente a 16% do território nacional. De acordo com (MMA 2000) a área estimada em 1995 para os remanescentes de Mata Atlântica foi de km--2, ou seja, 7,25% do território original (Câmara, 2003). Devido à variações na latitude, longitude e altitude a Mata Atlântica apresenta particularidades regionais quanto ao funcionamento ecofisiológico imposta variação do clima regional gradiente latitudinal grande variação de energia solar incidente e de precipitação pluviométrica. gradiente longitudinal a proximidade com Oceano Atlântico favorece uma maior precipitação ocasionada pelo transporte de umidade do oceano. a altitude existe um gradiente na distribuição do perfil vertical de temperatura. As distribuições destes gradientes forçam a existência áreas com diferentes condições climáticas, fazendo com que a vegetação nestas regiões apresentem características morfológicas e fisiológicas distintas.

10 2 Dados e Metodologia

11 2.1 Área de Estudo Vulnerabilidade e risco; área remanecente da mata Atlântica; problemas com DN na região estão associados a chuvas; DADOS E METODOLOGIA

12 2.2 Dados Utilizados Cenários climáticos do IPCC/AR4 Modelos são forçados com um conjunto de condições de fronteiras determinadas por cenários de emissões antropogênicas de dióxido de carbono e outros gases radiativamente ativos A1B (Cenário de estabilização MODERADA EMISSÃO), A2 (ALTAS EMISSÕES - PESSIMISTA) muito heterogêneo: a regionalização é dominante. B1 (BAIXA EMISSÕES - OTIMISTA) rápida mudança na estrutura econômica mundial, onde ocorre uma introdução de tecnologias limpas. Evolução da concentração de CO2 para os diferentes cenários considerados no IPCC/AR4 (Fonte: Marengo et al DADOS E METODOLOGIA

13 2.2 Dados Utilizados Cenários climáticos do IPCC/AR4

14 2.3 Modelos Numéricos Modelo Regional Eta/CPTEC - Características Modelo em ponto de grade (Grade E) Coordenada vertical: Eta Domínio: Maior parte de América do Sul Resolução: 40 km, 38 camadas, dt=90s Topo: 25 hpa Variáveis prognósticas: T, q, u, v, Ps, TKE, água de nuvem Esquema de Integração: 2 níveis, explícito ( split-explicit) Difusão: não linear de 2º ordem Conveccão: Betts-Miller-Janjic; Kain-Fritsch Microfísica de nuvens: Zhao (1997); Ferrier (2004) Turbulência: Mellor-Yamada 2.5 Radiação: GFDL. Tendências de temp. atualizadas a cada hora Esquema de superfície: NOAH 4 camadas 14

15 Esquema de superficie: NOAH 10 cm 30 cm 60 cm 100 cm 15

16 Configuração do Modelo Eta para estudos de Mudanças Climáticas 1. Atualização do CO2, 5/5 anos, de acordo com os cenários. Geração dos coef. de transmissividade para cenários A1B e A2; 2. Temperatura da Superfície do Mar geradas pelos AOGCM; Média mensal, atualização diária (385 valores/time slice); 3. Sazonalidade da vegetação; atualização 1/1 mês. 4. Preparação de Tsoil, Qsoil das condições iniciais; 5. Domínio maior nas condições do ECHAM4 (topografia+vegetação). 16 DADOS E METODOLOGIA

17 2.3 Modelos Numéricos Modelo Acoplado Global HADCM3 Características Gordon et al. (2000) e Pope et al. (2000). Resolução 2.5º por 3.75º (comparavel T42 (278X417 km na linha do Equador)) Hidrostático, modelo de ponto de grade, com coordenada vertical de pressão híbrida, 19 níveis na vertical. A componente oceânica tem 20 níveis e resolução horizontal de 1,25 x 1,25º. Superfície é descrito em Lean and Rowntree (1997) e inclui o MOSES um novo esquema de superfície terrestre desenvolvido por Cox et. al. (1999) Radiação (Edwards e Slingo, 1996) e uma simples parametrização de aerossol está também incluída (Cusack et al.,1998) Esquema de superfície (Cox et al., 1999). O albedo da superfície é função da profundidade da neve, tipo de vegetação e também da cobertura de neve e gelo 17 DADOS E METODOLOGIA

18 TOPOGRAFIA dos AOGCM 1. HADCM3 Configuração do Modelo Eta Resolução: 40km/L38 Domínios HADCM3 113x243x38 18 DADOS E METODOLOGIA

19 2.4 Modelo de Vegetação Potencial (PVM) MCGA vegetação e solo são prescritas como condições de contorno, não permite que mudem com as mudanças do clima situações de equilíbrio do sistema climático vegetação seja dinâmica Em grande escala, existe uma razoável correspondência entre os biomas potenciais e naturais; e esse é o motivo pelo qual os modelos de vegetação potencial são utilizados em estudos climáticos. DADOS E METODOLOGIA

20 2.4.1 Modelo de Vegetação Potencial (PVM/CPTEC) Como a Amazônia, a Mata Atlântica, o cerrado brasileiro, a caatinga no Nordeste brasileiro e na região do Chaco, os Pampas e o semi-deserto da Patagônia. à classe de Dorman e Sellers (1989). DADOS E METODOLOGIA

21 2.5 Etapas do Estudo DADOS E METODOLOGIA

22 DADOS E METODOLOGIA

23 Etapa 1 CONTROLE CONTROLE 1 MAPA DE VEGETAÇÃO NATURAL HADCM3 Utiliza-se o Modelo do IPCC HADCM3 do periodo CI: HADCM3 CC: HADCM3 NOAH Fonte: Salazar,2008 (comunicacao pessoal) DADOS E METODOLOGIA

24 Etapa 1 CONTROLE CONTROLE 2 MAPA DE VEGETAÇÃO ATUAL HADCM3 Utiliza-se o Modelo do IPCC HADCM3 do periodo CI: HADCM3 CC: HADCM3 NOAH DADOS E METODOLOGIA

25 Etapa 2 EXPERIMENTO 1 - VEGETAÇÃO DINÂMICA ETA/CPTEC CI: HADCM3 CC: HADCM3 CC: ECHA5M CI: NCEP Integração para cenários futuros A2, B1 e A1B períodos de 5 anos (2010, 2015,..., 2100) diferença entre os valores simulados de T e Prc para 2010 a 2015 (sucessivamente) e aquele obtido na simulação controle (CONTROLE1) alimentaram o modelo de vegetação potencial PVM - integrar!!! A cada 5 anos a rodada será interrompida para ajuste da vegetação de equilíbrio e também o CO2 médio no período diagnosticam o bioma em equilíbrio com um dado clima Mapa de vegetação modificado MVgEta Acoplamento Assíncrono * 3 cenários vezes 18 rodadas = 54 simulações para analisar Acoplamento iterativo (assincrono) e feito integrando o modelo atmosferico por varios anos, calculando a vegetacao de equilibrio correspondente ao clima, e Usando esta vegetacao de equilibrio para calcular as novas condicoes superficiais, que serao usadas para forcar a atmosfera novamente. A vantagem deste metodo e que mudancas na vegetacao sao tomadas instantaneamente como se refletissem uma vegetacao de equilibrio. DADOS E METODOLOGIA

26 Etapa 3 EXPERIMENTO 2 AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS DO USO DA TERRA NO MICROCLIMA DA REGIÃO DA SERRA DO MAR Três simulações na região de 10 km para o período de Simulação controle: considera a vegetação natural, com a Mata Atlantica na região; -Uma outra simulação considerando agora a vegetação sem a Mata Atlântica; - Uma simulação com a vegetação atual da superfície (mapa elaboarado pelo INPE); Shimabukuru, et al DADOS E METODOLOGIA

27 3 - Resultados Esperados

28 Entender como a ausência de vegetação pode influenciar na intensificação dos desastres naturais mais relevantes e na freqüência de chuvas intensas na região da Serra do Mar; Considerando a vegetação modificada, qual deverá ser o comportamento da variabilidade climática com relação às chuvas e os efeitos causados pela chuva na região; Qual a influência da troca do mapa de vegetação dentro do modelo ETA; Quais os cenários futuros, com relação a chuvas e a vegetação, na Mata Atlântica obtidos quando há a modificação do mapa de vegetação. (caracterizar o clima do futuro, especialmente que tange eventos extremos) RESULTADOS ESPERADOS

29 Muito Obrigado! MUITO OBRIGADA!!!